• 2022年第1期文章目次
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    • >特约专题:轨道交通控制与安全
    • 基于复杂度算法的安全指标分配分析

      2022, 50(1):1-5. DOI: 10.11908/j.issn.0253-374x.21438

      摘要 (163) HTML (75) PDF 947.29 K (258) 评论 (0) 收藏

      摘要:城市轨道交通信号工程建设过程中,信号设备供应商需要将业主设定的总体运营安全指标分配给信号系统的各个子系统。首先分析城市轨道交通信号系统的体系架构、安全功能和安全指标,然后针对设计的三种安全指标分配方法,分析这些方法的具体要求和原则,结合系统架构、安全逻辑模型和具体工程建设参数,利用三种不同方法,将整个系统总体安全指标分配到各个设备,最后比较不同分配方法计算出的分配结果。从分配结果的比较来看,三种分配方法得出的结果均处于同一数量级,均为可行的分配方法,但从系统安全性的角度而言,基于系统复杂度的分配方法最优,更适合信号系统设计和制造的需求。

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    • 考虑反射强度的全自动运行列车障碍物检测算法研究

      2022, 50(1):6-12. DOI: 10.11908/j.issn.0253-374x.21440

      摘要 (115) HTML (47) PDF 1.11 M (198) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对轨道交通全自动运行列车轨行区障碍物检测问题,提出了一种基于激光雷达的且考虑激光反射强度的障碍物检测算法。该算法使用欧式聚类法对点云进行聚类,并结合了自适应的反射强度阈值处理以及体素滤波器、聚类半径差异化等方法,提升算法的障碍物检测速度与精度。实验表明该算法具有良好的检测性能。

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    • 基于线路数据信息的列车定位方法研究

      2022, 50(1):13-21. DOI: 10.11908/j.issn.0253-374x.21441

      摘要 (75) HTML (49) PDF 2.12 M (140) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对列车丢失卫星信号无法定位的问题,提出了一种基于动态时间规整(DTW)算法的列车平顺度信息匹配的方法。借助传感器对列车的在线的平顺度信息进行采集,利用基于DTW-KF(卡尔曼滤波)的方法对采集到的数据进行处理与规整匹配。基于列车自身速度传感器等的数据作为模板变量与在线测量数据作为测试数据进行匹配,根据DTW的最优匹配路径、失真度和匹配结果可以在列车在丢失卫星信号,无法定位的情况下给出列车离线定位信息。对模板数据进行分块处理(二均分,四均分)与测试数据进行实时匹配,根据DTW算法匹配结果对惯性导航系统(INS)进行误差校正可以使列车在丢失卫星信号的情况下得到列车的在线定位信息。

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    • >土木工程与建筑学
    • 大跨公轨合建斜拉桥主‒引桥地震相对位移响应与控制

      2022, 50(1):22-31. DOI: 10.11908/j.issn.0253-374x.21012

      摘要 (80) HTML (35) PDF 2.17 M (133) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于巴拿马运河四桥研究了公轨合建斜拉桥在地震下的主?引桥相对位移响应与控制问题,分别建立了漂浮抗震设计方案、仅塔梁固结方案和固结方案有限元分析模型,分析了三种约束方案的相对位移响应。基于单自由度振子研究了相邻结构周期比和阻尼特性对结构相邻位移的影响。结合理论与参数分析,研究了主?引桥相对位移的控制方法。结果显示:主、引桥纵向首阶振型周期比、等效阻尼比之比以及阻尼机制对相邻结构的相对位移影响显著,其中周期比对相对位移的影响最为显著。不同粘滞阻尼器布置方案对主?引桥梁端相对位移的减震效果不同,直接在主、引桥梁?梁之间设置粘滞阻尼器有助于改善主桥与引桥梁端位移的同步性,控制效果最好;同时在主桥各墩位处和主、引桥梁?梁之间设置阻尼器的减震效果次之,但易于设计和安装,适应性好。

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    • 桥梁施工线形无人机测量方法与参数优化

      2022, 50(1):32-41. DOI: 10.11908/j.issn.0253-374x.21097

      摘要 (85) HTML (19) PDF 1.73 M (129) 评论 (0) 收藏

      摘要:桥梁悬臂施工控制过程需进行大量线形测量工作,传统测量方法耗时耗力、难以通测,无人机摄影测量具有高机动性、低成本、不依赖人工等优势,将其应用于桥梁线形测量,可解决自适应施工控制过程中线形通测的难题。考虑桥梁施工测量的特点,提出桥梁线形无人机测量的技术框架和主要控制参数,研究适合施工现场的标记点布置方式与航线规划。通过试验研究无人机飞行高度、投射线夹角、视角数量、照片数量等参数对测量精度的影响,在此基础上,总结出桥梁悬臂施工线形无人机测量方案优化方法,可保证各测点的坐标测量精度达到毫米级。

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    • 抗滑桩锚固长度对均质边坡滑动面及抗滑能力影响研究

      2022, 50(1):42-49. DOI: 10.11908/j.issn.0253-374x.18310

      摘要 (55) HTML (29) PDF 2.65 M (109) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用透明土技术开展不同锚固长度抗滑桩加固均质边坡可视化模型试验,并结合粒子图像测速技术(PIV),展现抗滑桩加固均质边坡内部位移场演化及其滑移破坏过程,以揭示锚固长度对均质边坡滑动面和抗滑能力的影响机理。研究结果表明:抗滑桩加固边坡的滑动面深度随抗滑桩锚固长度的增加而加深,同时抗滑能力得到提高,但当锚固长度超过其最优锚固长度后滑动面变浅,表现为越顶破坏,使得抗滑桩抗滑能力大幅降低;当抗滑桩锚固长度达到其最优锚固长度时,出现靠近桩底端位置和越顶的两个深浅不一的滑动面;随着锚固长度的增加,抗滑桩上部外侧受拉区减小,而下部内侧受拉区增大,最大弯矩位置均在距桩顶约0.4倍桩长处,而当锚固长度超过其最优锚固长度后,则出现下部外侧受拉而中上部内侧受拉,其最大弯矩位置在距桩顶约0.35倍桩长处;抗滑桩最优锚固长度与岩性、桩间距、桩体刚度等因素相关,在实际工程设计中应考虑这些因素以确定优化的锚固长度。

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    • 局部静荷载作用下加筋对土拱效应的影响

      2022, 50(1):50-59. DOI: 10.11908/j.issn.0253-374x.21103

      摘要 (43) HTML (11) PDF 1.75 M (81) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究局部静荷载作用下加筋对土拱效应的影响,利用铝棒相似土作为填料,设置4种不同的筋材布置方式,开展了平面应变活动门试验。试验结果表明,在自重和局部静荷载作用下,筋材的使用明显地减少了土拱的退化。与无筋情况不同,筋材的存在使得土拱在卸载阶段仍继续退化。当筋材总刚度基本相同时,垫层上、下方铺设两层筋材的方式有利于土拱的发展。另外,提出了预测不加筋活动门上方或筋材挠曲段上方由于局部静荷载引起的竖向附加应力的理论计算方法。

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    • 土压平衡盾构土仓内黏性渣土堵塞的模拟判别与分析

      2022, 50(1):60-69. DOI: 10.11908/j.issn.0253-374x.21174

      摘要 (48) HTML (7) PDF 2.05 M (227) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出以剪切板扭矩评价土仓内渣土状态,然后通过模型试验明确该指标在土仓内黏性渣土堵塞前后的变化特征,最后建立实时判别土仓渣土堵塞的方法。研究表明:黏土层内盾构隔板附近渣土绕中轴线流动角速度出现差异后,渣土黏附趋势逐步向刀盘发展,同时土仓顶部发生渣土脱空。最终引发渣土堵塞。渣土堵塞风险可通过土仓顶部和下侧的渣土剪切扭矩的幅值差异来实时判别。

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    • 山地城市核心区地下空间开发适宜性三维评价

      2022, 50(1):70-78. DOI: 10.11908/j.issn.0253-374x.20489

      摘要 (35) HTML (19) PDF 2.28 M (52) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对山地城市核心区特殊的地形地质、区位价值、建设现状等条件,利用三维精细化评价基本单元体划分城市地下空间,采用层次分析法构建适宜性评价因子体系,并建立敏感因子?模糊?变权复合模型作为评价计算方法,实现了山地城市核心区地下空间开发适宜性三维评价,可为地下空间开发三维规划提供指导和借鉴。以重庆市渝中半岛为例,获得其0~150 m地下空间开发适宜性三维立体分区及深度?适宜性分区占比变化关系,并选取典型区块对评价方法可靠性进行验证。

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    • >交通运输工程
    • 智能网联交通系统中的信息物理映射与系统构建

      2022, 50(1):79-86. DOI: 10.11908/j.issn.0253-374x.21010

      摘要 (85) HTML (27) PDF 1.74 M (142) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出将人工智能和信息物理融合系统(CPS)的理论与方法集成融入智能交通系统及其应用,探索“人工智能+交通”的交叉创新领域,在交通物理与信息空间映射、网络通信与时空数据规约、交通安全与可信可控关联等关键问题上形成相关的解决方案和技术体系,推进实现交通信息物理融合系统及其应用的精准治理。

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    • 基于行程时间阈的城轨乘客乘车方案多维匹配推定模型

      2022, 50(1):87-95. DOI: 10.11908/j.issn.0253-374x.20530

      摘要 (37) HTML (8) PDF 993.63 K (44) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于城市轨道交通网络化运营过程中的自动售检票系统(AFC)票卡和列车自动监控系统(ATS)行车数据以及乘客走行时间参数数据,提取乘客乘车方案行程时间阈,分析乘客实际选择的影响因素,提出基于行程时间阈的乘客乘车方案多维匹配推定模型。该模型实现了逐位票卡乘客推定至最可能的乘客方案上,并具有较强的合理性和实用性。最后通过北京城市轨道交通网络实际案例验证了方法的可行性和有效性。

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    • 地铁列车延误情况下乘客可容忍候车时间预测模型

      2022, 50(1):96-103. DOI: 10.11908/j.issn.0253-374x.21105

      摘要 (42) HTML (15) PDF 1022.10 K (53) 评论 (0) 收藏

      摘要:为预测地铁列车延误发生后不同类型乘客可容忍候车时间以深化非正常运营情况下地铁乘客出行行为方面研究,引入生存分析理论并建模。首先明确乘客可容忍候车时间的定义并分析其特征,在此基础上选择参数模型及Weibull分布构建考虑影响因素的乘客可容忍候车时间预测模型,最后通过行为(RP)和意向(SP)混合问卷调查获得的数据标定并检验模型。结果表明:乘客放弃等待而选择出站的意愿会随候车时间增加而增加;乘客可容忍候车时间与每周地铁使用频率、日常出行地铁全程耗时、整个行程预留时间、本次出行地铁全程耗时显著正相关;乘客上下班、上下学时可容忍候车时间小于购物娱乐等其他出行目的;日常地铁上下班乘客可容忍候车时间在5.4 min以上的概率高于80 %,但超过14.3 min的概率低于50 %。

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    • 实际数据驱动的纯电动汽车途中充电潜在偏好行为分析

      2022, 50(1):104-113. DOI: 10.11908/j.issn.0253-374x.21132

      摘要 (42) HTML (12) PDF 1.84 M (68) 评论 (0) 收藏

      摘要:为分析纯电动汽车途中充电行为特征,提出基于位置识别算法的途中充电段甄别方法,以初始剩余电池电量、上次充电后行驶里程、充电时长和充电速度为核心指标,利用K-means聚类方法进行途中充电潜在偏好行为分析与分类,解析城市典型途中充电偏好行为特征。基于300辆150 km续航里程的纯电动汽车实际运行数据,分析表明,纯电动汽车用户的途中充电潜在偏好行为可聚类为低焦虑快充、高焦虑快充、随时加电和目的地充电4种模式,纯电动汽车用户偏好快速的途中充电模式。研究成果为充电桩的科学合理布局提供技术支撑。

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    • >机械、车辆与能源工程
    • 基于动态客流量模型的地铁车站空调负荷预测

      2022, 50(1):114-120. DOI: 10.11908/j.issn.0253-374x.21077

      摘要 (55) HTML (20) PDF 840.44 K (76) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了准确预测地铁车站的空调负荷,首先通过地铁车站能耗监测平台的历史数据分析,识别得到客流量和室外气象参数是主要影响因素。其次利用车站CO2体积浓度逐时监测数据建立客流量神经网络预测模型,并与闸机数据对比,预测模型的复相关系数R2可达0.87。以客流量预测为基础,建立了车站空调负荷预测模型,并比较了不同时间尺度训练数据下误差反向传播神经网络算法和支持向量机算法的预测效果,两种算法的R2达到了0.95以上,均方根误差在70~90 kW之间,预测精度较高,但支持向量机算法的运算时间是误差反向传播神经网络算法的3~4倍左右,推荐数据量较大时优先选择神经网络算法。

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    • 长三角G15氢能高速公路加氢站布点建模

      2022, 50(1):121-128. DOI: 10.11908/j.issn.0253-374x.21091

      摘要 (49) HTML (10) PDF 836.73 K (88) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了提升加氢站服务效率并减小设施总投入,科学合理地选择加氢站的站点位置,根据高速公路出行的特殊性,建立了快速路一维道路加氢站布点模型。在模型中,首先引入了加氢站建设运营经济性模型,细化了加氢站的经济性分析,并考虑边界条件、随机性等因素的影响,对加氢站的位置和加注能力进行优化,并给出氢气购入方案。在算法方面,首先列举加氢站的位置组合,然后将加氢站的定容问题转化为线性规划问题求解。最后以长三角地区G15高速公路为例,进行加氢站布点,构建城际加氢站网络。

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    • >电子、计算机、控制与系统
    • 两类YOLOv4-tiny简化网络及其裂缝检测性能比较

      2022, 50(1):129-137. DOI: 10.11908/j.issn.0253-374x.21095

      摘要 (50) HTML (10) PDF 1.80 M (107) 评论 (0) 收藏

      摘要:面向国内高大建筑物裂缝检测市场实际需求,考虑现有YOLOv4-tiny深度网络结构在树莓派等边缘设备上运行速度慢的缺点,使用去除第二层残差网络、增加一个maxpool池化层及改变最后一个route层连接的方法生成YOLOv4-lite1和YOLOv4-lite2两种新的简化版YOLOv4-tiny深度网络结构。使用从百度上搜索的裂缝图片生成裂缝检测的训练集、测试集和验证集数据,在Ubuntu16.04系统上使用Darknet深度学习框架进行了训练。同时,在树莓派4B上进行的实际测试表明,YOLOv4-lite1具有更快运行速度、检出率和稳定性。该研究创新点在于进一步精简了YOLOv4-tiny网络结构和最后一层route层的连接,从而获得两种新YOLOv4-tiny深度网络结构形式和较佳检测效果。

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    • >测绘科学与技术
    • 联合卫星定位和测量机器人的超高层建造过程水平位移监测

      2022, 50(1):138-146. DOI: 10.11908/j.issn.0253-374x.20394

      摘要 (67) HTML (16) PDF 1.88 M (74) 评论 (0) 收藏

      摘要:在超高层建筑建造过程中,常用测量机器人监测中间楼层的监测点的变形。削弱建筑晃动影响对于监测结果的稳定性至关重要。为此,首先提出一种利用楼顶卫星接收机测量建筑晃动情况,通过内插得到中间楼层瞬时晃动影响的方法,并通过实验验证该方法的有效性。在此基础上,利用该方法对多期监测数据进行处理,结果表明该方法可获得更加稳定的监测结果。将处理结果与有限元分析的结果进行比较,结果表明使用该方法后监测结果与有限元分析的结果吻合度较高。

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